تبدیل سیستم پمپ دور ثابت به دور متغیر
در این بخش از مقالات گاز رسانی در مهام مارکت درباره تبدیل سیستم پمپ دور ثابت به دور متغیر توضیح خواهیم داد.
یکی از مشکلاتی که در بیشتر سیستم های تاسیساتی ازجمله سیستم های گرمایشی ساختمان ها وجود دارد، تنظیم دبی و فشار مدار متناسب با تغییرات مصرف است. ازآنجاکه میزان مصرف آب (سرد، گرم و گرمایش) پیوسته در حال تغییر است و هیچگونه الگوی خاصی برای مصرف وجود ندارد، از این رو با افزایش یا کاهش مصرف ، میزان فشار آب داخل لوله ها پیوسته در حال تغییر است و این تغییرات مشکلاتی را در سیستم به وجود می آورد.
اگر بازه تغییرات دبی و فشار کوچک باشد پمپ های دور ثابت بازده به نسبت قابل قبولی دارند، ولی اگر بازه این تغییرات بزرگ باشد، که در بیشتر موارد هست، استفاده از سیستم پمپ دور ثابت هدررفت بسیار زیاد انرژی را به دنبال خواهد داشت.
در سیستم پمپ دور ثابت شمار گردش پروانه پمپ در واحد زمان (دور در دقیقه) ثابت است و این باعث کاهش انعطاف پذیری پمپ در برابر تغییرات فشار و دبی می شود. به بیان دیگر پمپ دور ثابت تنها یک منحنی عملکرد دارد و نقطه کارکرد بهینه آن هم نقطه برخورد منحنی مصرف سیستم با این منحنی است .
اگر نقطه مصرف پایین تر از نقطه مصرف بهینه باشد کارکرد پمپ با هدررفت انرژی همراه خواهد بود . در
پمپ های دور متغیر اما می توان شمار گردش پروانه پمپ را در هر لحظه به دل خواه تنظیم کرد و نقطه بهره برداری پمپ را در شرایط بهینه قرار داد و درنتیجه در مصرف انرژی صرفه جویی چشم گیری به دست آورد. به بیان دیگر در پمپ های دور متغیر می توان نقطه کارکرد پمپ را بسته به شرایط مصرف در بازه نامحدودی از منحنی های سرعت، از بیشترین تا کمترین اندازه سرعت انتخاب و به شکل خودکار تنظیم کرد. برای مثال اگر هد مورد نیاز سامانه در اثر افزایش افت در مدار زیاد شود، یا نیاز به دبی و فشار افزایش یا کاهش یابد با تغییر دور
پمپ به آسانی می توان تقاضای مورد نیاز مدار را تامین کرد.
به کارگیری پمپ دور متغیر در مدار موجب افزایش انعطاف پذیری سامانه، بازده پمپ و کاهش هزینه و مصرف انرژی الکتریکی پمپ ها می شود. با تبدیل سیستم پمپ دور ثابت به دور متغیر می توان بازده سامانه را ۱۰ تا ۱۵ درصد افزایش داد و از هدررفت مقادیر چشم گیر انرژی پیشگیری کرد.
هنگام طراحی معمولا سیستم پمپ دور ثابت با توجه به بیشترین هد و دبی مورد نیاز مدار و بزرگترین پمپ و قوی ترین موتور موجود در بازار انتخاب می شود درحالی که در بیشتر مواقع به هد و دبی کمتری نیاز است و این بدان معناست که پمپ در بیشتر مواقع در نقطه ای غیر از نقطه کارکرد بهینه خود و با بازده کمتری کار می کند و هدررفت چشمگیر انرژی را در سیستم ایجاد می کند.
جایگزینی پمپ دور متغیر با پمپ دور ثابت بهترین راهکار حذف این مشکل در سیستم و کاهش هدررفت انرژی است ولی اگر بنابه دلایل اجرایی و اقتصادی این راهکار امکان پذیر نباشد، روش دوم تبدیل سیستم پمپ دور ثابت موجود به دور متغیر است تا نقطه کارکرد پمپ در هر لحظه درست همان باشد که نیاز همان لحظه سیستم را تامین کند و نه بیش تر. برای این کار از کنترل کننده های دور موتور یا اینورتور استفاده می شود.
سرعت یا دور موتورهای AC از این راه به دست می آید:
تعداد قطب های سیم پیچ الکتروموتور/ (فرکانس جریان ورودی [هرتز] × ۱۲۰) = سرعت [دور بر دقیقه]
با توجه به ثابت بودن تعداد قطب های سیم پیچ الکتروموتور ، تنها راه تغییر دور الکتروموتور تغییر فرکانس جریان ورودی است و این همان کاری است که اینورتور برای تغییر دور انجام می دهد.
این کنترل کننده ها قادرند مشخصه های موتور را با مشخصه های بار تطبیق دهند بدون آنکه قدرت و گشتاور موتور کاهش یابد.
برخی مزایای استفاده از کنترل دور موتور این ها هستند:
- کنترل جریان سیال متناسب با نیاز گرمایشی لحظه ای
- گستردگی بازه کارکرد پمپ از کمترین تا بیشترین دور ممکن
- بی نیازی از دستگاه های کنترل دبی مکانیکی
- کاهش جریان الکتریکی مصرفی و هزینه انرژی الکتریکی
- کاهش دفعات روشن و خاموش شدن پمپ و کارکرد پیوسته و پایدار سیستم
- افزایش یا کاهش تدریجی دور متناسب با تغییرات مصرف
- تغیر جهت دور به سادگی و بدون نیاز به کنتاکتور
- امکان اتصال به سامانه های کنترل هوشمند و کنترل از راه دور
- راه اندازی نرم موتور و پمپ و کاهش تنش الکتریکی به شبکه و شوک مکانیکی به سیستم و درنتیجه کاهش استهلاک تجهیزات
- حذف خطر بروز پدیده ضربه قوچ در سیستم در اثر تغییرات ناگهانی فشار ناشی از روشن یا خاموش شدن آنی پمپ
- جلوگیری از گرم کردن و در نهایت سوختن موتور در کاربردهایی که موتور مدام چپگرد، راستگرد و یا خاموش می شود
- حفاظت موتور در برابر بار اضافه و خاموش کردن موتور در حالتی که بار موتور از اندازه مجاز بیشتر شود
- کاهش هزینه های نگهداری و تعمیر تجهیزات
اینورتر یا درایو AC دستگاهیست که به کمک آن می توان سرعت یک موتور سه فاز را کنترل کرد بدون آنکه قدرت و گشتاور موتور کاهش یابد. اینورترها در ظرفیت های مختلف ساخته می شوند و برای تبدیل الکتروپمپ دور ثابت به دور متغیر با استفاده از اینورتور باید ظرفیت متناسب با توان همان الکتروموتور انتخاب شود، برای نمونه برای یک الکتروپمپ با توان ۲۰ اسب بخار باید از اینورتر ۲۰HP استفاده کرد.
هرچند خروجی همه اینورترها سه فاز است ولی از نظر ورودی به دو دسته تکفاز و سه فاز دسته بندی می شوند و برای اینورترهای با توان بالای ۳ اسب بخار تنها باید از ورودی سه فاز استفاده کرد. برای تبدیل الکتروپمپ دور ثابت به دور متغیر باید از اینورتور با گشتاور متغیر استفاده کرد.
اینورتر به صورت هوشمند میزان بار وارده به موتور را تشخیص داده و متناسب با همان بار به موتور جریان می دهد و این جریان در بسیاری از مواقع از جریان نامی موتور کمتر است و این موجب کاهش مصرف برق و کارکرد بهینه موتور می شود.
نصب و راه اندازی اینورتور برای تبدیل الکتروپمپ دور ثابت به دور متغیر باید به کمک افراد کارآزموده و با تجربه و بر اساس شیوه نامه های اجرایی شرکت سازنده اینورتور و همچنین شرایط و مشخصات الکتروپمپ موجود انجام شود.
هنگام نصب اینورتور باید این نکات را به دقت مورد توجه قرار داد:
- محل نصب نباید در معرض تابش مستقیم آفتاب باشد
- دمای محیط محل نصب نباید خیلی زیاد باشد
- محل نصب باید دور از رطوبت و بدون گازها یا مایعات مخرب باشد
- محل نصب تا جای ممکن بدون گرد و غبار و ذرات معلق فلزی باشد
- محل نصب باید محکم و بدون لرزش و ارتعاش باشد
- شرایط تهویه مناسب برای خنک شدن دستگاه فراهم باشد
هرگونه خطا یا اشتباه در نصب و استفاده از دستگاه، متفاوت با آنچه سازنده مقرر کرده می تواند انفجار، آتشسوزی و یا شوک الکتریکی به دنبال داشته باشد.